COSA SI INTENDE PER VALORE DI FONDO

Per definire correttamente il concetto di valore di fondo naturale o naturale-antropico del suolo si può farriferimento alla norma ISO 19258/2005 (Soil Quality – Guidance on the determination of backgound values).

Con il termine “contenuto di fondo di natura pedogeochimica o naturale del suolo”

si intende la concentrazione di elementi ingenerata dai fattori caratteristici della pedogenesi, quali ad esempio la composizione ed alterazione della roccia madre;

Con il termine “contenuto di background o fondo naturale-antropico” si intende invece la concentrazione di un elemento riferito ad un tipo di suolo, localizzato in un’area o regione definita, che scaturisce dalla sommatoria delle concentrazioni apportate da sorgenti naturali e diffuse non naturali, quali ad esempio la deposizione atmosferica e le pratiche agronomiche.

Versione 15 giugno 2007 7 Con il termine ”valore di fondo naturale” o “valore di fondo naturale-antropico” si intende il valore numerico relativo ai rispettivi contenuti che si ricavano dall’elaborazione statistica dei dati.

Risulta quindi evidente che l’indagine per la determinazione del valore di fondo naturale e del valore di fondo naturale-antropico, è legata ad una ricognizione limitata ai principali elementi.

Per una migliore comprensione, il contenuto medio di metalli e metalloidi in diverse tipologie di rocce e di suoli viene riportato in Allegato 3.

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3 PROCEDURA OPERATIVA

3.1 INDAGINI PRELIMINARI

Un progetto per la determinazione del valore di fondo naturale e naturale-antropico può essere sviluppato considerando sostanzialmente i seguenti aspetti:

- individuazione delle aree di indagine;

- ubicazione dei punti e modalità di campionamento;

- metodiche analitiche;

- elaborazione dati.

Per pianificare al meglio le operazioni per la determinazione del valore di fondo naturale si devono raccogliere quante più informazioni possibili relativamente alle aree oggetto di indagine.

La formazione del suolo è condizionata da diversi fattori che agiscono sull’alterazione, disgregazione e trasformazione della roccia madre. La presenza di metalli e metalloidi nel suolo dipende sostanzialmente dalla roccia madre da cui un suolo si è formato. Una situazione particolare si ha in corrispondenza di pianure alluvionali in cui il tipo di materiale presente dipende non solo dal substrato in situ, ma anche da quello trasportato e sedimentato dai corpi idrici superficiali.

Una prima indicazione sulle caratteristiche dell’area in esame si può ricavare dalle seguenti fonti:

Carta geologica (cartografia geologica ufficiale alla scala di maggior dettaglio disponibile): consente di individuare le formazioni geologiche presenti;

Carta geomorfologica (cartografie in scala 1:50.000): rappresenta le forme d’accumulo e di erosione del rilievo e ne interpreta l’origine in funzione dei processi geomorfici, endogeni ed esogeni, che le hanno generate;

Carta dei suoli (cartografie realizzate da enti regionali o provinciali alla scala di maggior dettaglio disponibile): contiene una descrizione dei caratteri dei suoli presenti nell’area;

Carta geochimica (cartografie realizzate da Università o APAT): descrive il contenuto in elementi chimici dei substrati geologici;

Versione 15 giugno 2007 9 Reti di monitoraggio dei suoli: se sono attivate possono essere disponibili valori di concentrazione dei metalli pesanti;

Carte di distribuzione di metalli e metalloidi: cartografie realizzate da agenzie regionali per la protezione ambientale, enti regionali o provinciali alla scala di maggior dettaglio disponibile in cui sono consultabili valori di concentrazione dei metalli pesanti e cartografie di distribuzione territoriale di ciascun elemento;

E’ importante che tutti i dati raccolti siano georeferenziati, in modo da essere inseriti in appositi database gestiti nell’ambito di sistemi informativi territoriali; ciò al fine non solo di consentire la mera sovrapposizione cartografica delle diverse tematiche, ma anche di eseguire le elaborazioni geostatistiche di cui al cap. 3.6.

Le aree da sottoporre ad indagine devono essere prive di contaminazioni derivanti da attività antropiche e quindi rappresentative del fondo naturale. L’indagine per la determinazione del fondo naturale e naturale-antropico deve essere preceduta dalla verifica che nell’area investigata siano effettivamente presenti il suolo ed il sottosuolo naturale. Nel caso in cui sia disponibile una cartografia pedologica, allo scopo di verificare la concordanza tra i caratteri del suolo dell’area prescelta e quelli corrispondenti all’unità tipologica rilevabile dalla cartografia, può essere utile eseguire delle trivellate nell’area di riferimento per evidenziare il grado di variabilità presente e l’eventuale disomogeneità intrinseca dell’area.

Nella scelta dei punti di campionamento deve essere tenuto in considerazione anche l’uso del suolo, in particolare per evitare zone contaminate o troppo vicine a potenziali fonti inquinanti (es. discariche, grandi vie di comunicazione, insediamenti produttivi significativi, etc..) e aree che presentino evidenti tracce di rimaneggiamento o di intervento antropico.

3.2 STRATEGIE DI CAMPIONAMENTO

Vi sono due possibili approcci per la definizione dei punti di campionamento all’interno dell’area di studio in cui viene richiesta la determinazione del valore di fondo naturale e naturale-antropico:

- un approccio “tipologico” in funzione delle caratteristiche dei suoli e del substrato litologico da cui il suolo si è originato; tale approccio richiede la disponibilità di informazioni ad un dettaglio sufficiente per poter ritenere uniforme l’origine deposizionale del suolo;

Versione 15 giugno 2007 10 - un approccio “sistematico” che prevede la localizzazione dei punti da

campionare secondo una griglia a maglia fissa, più adatto nel caso di conoscenza scarsa o nulla delle caratteristiche geologiche e pedologiche del sito.

L’indagine condotta con l’approccio tipologico consente di raggiungere una maggiore comprensione dei processi che hanno generato il contenuto dei vari elementi nel suolo; per questo motivo si ritiene che debba essere preferita laddove esista una cartografia dei suoli al dettaglio richiesto per il tipo di indagine.

Campionamento con approccio tipologico

Il contenuto naturale di metalli nel suolo dipende primariamente dalla natura dei minerali da cui il suolo si è originato e secondariamente dagli eventuali processi di traslocazione degli elementi intervenuti nel corso della pedogenesi; per questo motivo è ragionevole attendersi un livello di concentrazione relativamente omogeneo in ambiti di pianura (ad es. all’uscita delle conoidi fluviali, in aree comprese tra conoidi, all’interno di uno stesso bacino deposizionale) e più variabile in ambiti di collina e montagna (in funzione della morfologia e dei materiali parentali).

La scelta dei punti di campionamento secondo un “approccio tipologico”, cioè in funzione del materiale parentale e delle diverse tipologie di suoli, segue criteri di rappresentatività delle principali unità tipologiche di suolo, in particolare rispetto ai bacini deposizionali per i territori di pianura e alle formazioni geologiche ed ai relativi costituenti minerali per i territori di collina e montagna. L’obiettivo finale è determinare un valore di fondo naturale per ciascun metallo e per ciascuna delle aree omogenee (bacino deposizionale o materiale parentale) in cui è suddiviso il territorio indagato. Per la determinazione del fondo naturale-antropico è opportuno utilizzare un campione dello strato superficiale (topsoil: 5-40 cm) prelevato nello stesso punto di campionamento del campione profondo che deve essere raccolto in corrispondenza dell’orizzonte C del profilo pedologico (orizzonte generalmente minerale, poco influenzato dai processi pedogenetici che non ha le proprietà degli orizzonti O, A, E o B – per le definizioni vedi Allegato 2).

Indicativamente per un livello di dettaglio coerente con una cartografia dei suoli in scala 1:250.000 la densità dei punti di campionamento non dovrebbe essere inferiore a 0,1 osservazioni/km².

Versione 15 giugno 2007 11 Si deve tenere in considerazione la necessità di garantire un numero minimo di campioni necessari per l’analisi statistica dei risultati (almeno 15) per ciascuna unità considerata oggetto dell’indagine (omogenea per bacino deposizionale, materiale parentale o altro).

Alla scala di semidettaglio o di dettaglio potrà essere aumentata la densità delle osservazioni in particolare per affinare l’indagine fino al livello di unità di paesaggio della carta dei suoli.

Campionamento con approccio sistematico

L’adozione di una rete di monitoraggio con punti di campionamento omogeneamente distribuiti ha il vantaggio di acquisire, in modo oggettivo e indipendente da criteri predefiniti, elementi conoscitivi sullo stato dei suoli in riferimento alla concentrazione di metalli pesanti. Tale metodologia non consente però di comprendere appieno quale sia l’origine degli elementi chimici ricercati perché non distingue all’interno di un’area la presenza di materiali di partenza diversi dai quali dipende fortemente la concentrazione dei metalli; è pertanto da limitare a monitoraggi ad ampia scala per avere una prima idea delle concentrazioni degli elementi o per scale di grande dettaglio dove l’omogeneità è molto alta.

La distanza tra i punti adiacenti (passo) della rete, è funzione del dettaglio con cui deve essere fornita l’informazione prodotta; deve essere inoltre ricercato un compromesso tra la necessità di avere informazioni dettagliate con i costi necessari alla raccolta di tali informazioni.

A livello europeo vengono indicate come ottimali reti di risoluzione pari a 16 x 16 o 18 x 18 km che corrispondono ad una scala 1:1.000.000, la stessa per la quale è disponibile una carta dei suoli; secondo l’European Soil Bureau la densità di punti ottenibile con queste reti consente di avere almeno un punto per ogni principale tipologia di suoli descritta dalla carta dei suoli in scala 1:1.000.000. È probabile quindi che una rete 8 x 8 o 9 x 9 km corrisponda ad una scala 1:500.000, mentre una rete 4 x 4 o 4,5 x 4,5 km corrisponda ad una scala 1:250.000.

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3.3 DESCRIZIONE DEL PUNTO DI PRELIEVO E CAMPIONAMENTO

3.3.1 Georeferenziazione e indentificazione del punto

Il rilevatore dovrà riportare sulla Carta Tecnica Regionale con la miglior precisione possibile il punto esatto del campionamento o rilevare le coordinate utilizzando un sistema GPS avendo cura di testare preventivamente l’effettiva precisione dello strumento utilizzato.

3.3.2 Descrizione del punto

Per ciascun punto di prelievo dovrà essere compilata una scheda (allegato1), per la cui redazione può essere opportuno ricorrere all’utilizzo di codici descritti nel manuale di rilevamento allegato. Dev’essere definito un codice alfanumerico che identifica il rilevamento; a tale codice di rilevamento faranno seguito le due cifre dell’anno di esecuzione del rilievo.

Ogni punto di prelievo sarà identificato da un codice univoco composto da una lettera che identifica il tipo di osservazione (P=profilo, T=trivellata) e da un numero sequenziale (es. T32).

Per ogni sito andranno descritte le seguenti voci:

• CODICE RILEVAMENTO: (vedi quanto già detto alla voce codice rilevamento)

• ID RILIEVO: va inserito il codice del punto di prelievo (es.: T32)

• DATA: va inserita la data di rilievo

• CARTA TOPOGRAFICA: inserire il numero e il tipo di carta topografica utilizzata come base di riferimento (es. n. CTR)

• LOCALITA’/COMUNE/PROVINCIA: inserire il riferimento alla localizzazione geografica

• QUOTA (m.s.l.m): indicare la quota del sito ricavata dalla Carta Tecnica Regionale o tramite altri strumenti (esempio DTM o misura diretta con altimetro)

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• PENDENZA %: indicare la pendenza stimata della stazione di rilievo (voce particolarmente rilevante per le stazioni di montagna), si può utilizzare eventualmente una bussola da geologo o in alternativa una stima da elaborazioni effettuate a partire dal modello digitale del terreno

• CARTOGRAFIA PEDOLOGICA ESISTENTE: in questa voce è opportuno specificare se esiste per la zona di rilievo una cartografia pedologica indicandone il tipo, la scala e l’anno di produzione

• UNITA’ TIPOLOGICA DI SUOLO (UTS) : utilizzare questa voce se la zona è già stata descritta dal punto di vista pedologico, in caso affermativo riportare la sigla dell’UTS

• GRADO DI RICOLLEGAMENTO ALL’UTS

• SISTEMA DI COORDINATE

• DATI DELLE COORDINATE

• USO DEL SUOLO PREVALENTE: riportare l’uso del suolo per il sito ove avviene il prelievo, per questa voce può essere opportuno consultare la tabella

“USO DEL SUOLO” nel manuale di rilevamento allegato

• PAESAGGIO DOMINANTE: riportare la natura della forma del paesaggio per il sito ove avviene il prelievo, per questa voce può essere opportuno consultare la tabella “NATURA DELLA FORMA” nel manuale di rilevamento allegato

• ASPETTI SUPERFICIALI RILEVANTI: riportare gli aspetti superficiali rilevati per il sito ove avviene il prelievo, per questa voce può essere opportuno consultare la tabella “ASPETTI SUPERFICIALI” nel manuale di rilevamento allegato. Es. si possono riportare eventuali recenti lavorazioni agrarie o irrigazioni

• MATERIALE PARENTALE E SUBSTRATO: riportare se esistenti o se determinabili in campagna le caratteristiche relative al materiale parentale o al substrato, per questa voce può essere opportuno consultare la tabella

“MATERIALE PARENTALE E SUBSTRATO” nel manuale di rilevamento allegato.

• RILEVATORI: inserire i nomi dei rilevatori

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• FALDA: indicare l’eventuale presenza della falda, specificando se supposta o se misurata in pozzi/piezometri presenti nei dintorni del sito; in quest’ultimo caso indicarne la soggiacenza

• NOTE

Sarà inoltre opportuno realizzare una foto del paesaggio circostante il sito e una foto della carota estratta.

3.3.3 Metodologia di prelievo

Individuato il punto si eseguirà il campionamento utilizzando una trivella di tipo olandese con diametro di almeno 5 cm in grado di arrivare fino ad almeno 120 cm in profondità. La trivella viene introdotta verticalmente con un movimento rotatorio nel terreno; una volta estratta la trivella la carota viene adagiata su una superficie preventivamente preparata (può essere utile allo scopo predisporre un telo di lunghezza pari a circa 150 cm e larghezza pari a 50 cm), le singole carote estratte andranno adagiate di seguito rispettando la profondità di prelievo; per le carote successive alla prima è opportuno eliminare la parte più superficiale (5 cm circa) per evitare di considerare materiale caduto o comunque asportato dalle pareti del foro.

La profondità da raggiungere, se non vi sono impedimenti quali ad esempio presenza di frammenti grossolani o radici che possono impedire la penetrazione della trivella o presenza di falda superficiale, è quella dell’intera trivella.

3.3.4 Descrizione della trivellata

Dopo aver eseguito la trivellata sarà opportuno cercare di evidenziare la presenza di diversi orizzonti pedologici sulla base di differenze di colore, tessitura, presenza di screziature e concrezioni; tali profondità andranno riportate nella scheda di descrizione del sito indicando il valore del limite inferiore; per ciascun orizzonte individuato potranno poi essere determinate alcune proprietà diagnostiche quali il colore utilizzando le Tavole Munsell; si potranno infine descrivere brevemente eventuali annotazioni o particolarità riscontrate.

Le voci da compilare nella scheda sono le seguenti:

• N_ORIZZONTE: si dovrà riportare il numero sequenziale dell’orizzonte

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• LIMITE INFERIORE (cm): andrà indicato il limite inferiore dell’orizzonte individuato.

• COLORE: riportare il colore rilevato secondo le caratteristiche delle Tavole Munsell riportando l’annotazione come: hue, value e chroma (es.10YR3/2).

• SCREZIATURE: indicare, se presenti, il colore, la percentuale e le dimensioni in cm di screziature originate da processi ossido-riduttivi.

• TESSITURA: riportare le percentuali di sabbia totale, sabbia molto fine e argilla stimate in campagna e la classe tessiturale determinata con il triangolo tessiturale USDA. Per questa voce può essere opportuno consultare il capitolo

“TESSITURA” nel manuale di rilevamento allegato.

• FIGURE DI PRECIPITAZIONE: indicare, se presenti, tipo, natura, percentuale e dimensioni, delle figure pedogenetiche di precipitazione di carbonati e sali solubili o di ossidi e idrossidi. Per questa voce può essere opportuno consultare il capitolo “FIGURE PEDOGENETICHE” nel manuale di rilevamento allegato.

• EFFERVESCENZA ALL'HCl: Indicare la classe di effervescenza stimata; per questa voce può essere opportuno consultare la tabella “REAZIONE ALL'HCL”

nel manuale di rilevamento allegato.

• NOTE: indicare eventuali annotazioni tipo presenza di materiali estranei (mattoni, resti di manufatti, ecc) o altre caratteristiche che possono essere ritenute rilevanti per evidenziare le qualità del suolo.

• CAMPIONE: indicare se è stato prelevato il campione e il numero di campioni prelevati

3.3.5 Campionamento

. Il campione di topsoil andrà prelevato fino ad una profondità pari allo strato lavorato (generalmente 5-40 cm). Esso deve essere rappresentativo dell'intera profondità campionata: questo problema non si pone nel caso di terreni agricoli soggetti a frequenti lavorazioni, poiché lo strato superficiale è regolarmente omogeneizzato, ma nel caso di terreni naturali deve essere prelevata una aliquota dell'intero intervallo e non solo della porzione mediana.

Il campione di suolo profondo andrà prelevato in corrispondenza dell'orizzonte C o del materiale parentale per uno spessore di circa 30 cm che sia rappresentativo

Versione 15 giugno 2007 16 dell'intero orizzonte; nel caso di orizzonti che presentino uno spessore inferiore è opportuno evitare di campionare situazioni intermedie privilegiando il campione raccolto a profondità maggiore.

I campioni dovranno essere raccolti e chiusi in un sacchetto o altro contenitore pulito, asciutto e impermeabile all’acqua e alla polvere, su ogni sacchetto dovrà essere messa un’etichetta o dovrà essere scritto in modo indelebile il codice del rilevamento, il codice identificativo del sito (ID_RILIEVO) e l’intervallo di profondità del prelievo.

I campioni così raccolti andranno quindi conservati in luogo asciutto e pulito avendo cura di trasportarli e stoccarli in modo tale da non danneggiare il campione, soprattutto quando vengano utilizzati sacchetti di plastica (a scopo preventivo, per evitare la perdita del campione, potrebbe essere utile utilizzare un doppio sacchetto).

3.4 ANALISI DI LABORATORIO

Le determinazioni analitiche devono essere effettuate con metodi di analisi ufficiali riconosciuti a livello nazionale e/o internazionale ed eseguite sulla frazione granulometrica inferiore ai 2 mm (terra fine). A tal fine il campione di suolo, essiccato all'aria e disgregato, dovrà essere setacciato avendo cura di non introdurre, in alcuna fase del trattamento, contaminazioni da oggetti metallici.

Le metodiche analitiche utilizzate per la maggior parte dei parametri sono quelle individuate dal D.M. del 13 settembre 1999 “Metodi ufficiali di analisi chimica sul suolo”, e ad integrazione le metodiche USEPA ed ISO.

Nei rapporti di prova dei terreni deve essere specificato che le procedure di campionamento ed i metodi di analisi sono conformi al D.M. 13 settembre 1999.

Un’ampia rassegna dei metodi per i suoli nei siti contaminati è stata realizzata dal CTN TES nell’ambito della Task 06.08.03 “Linee guida per metodi” (Rapporto APAT 37/2003 “Proposta di guida tecnica sui metodi di analisi dei suoli contaminati”) e sono disponibili su www.sinanet.apat.it.

Per determinare il contenuto naturale di metalli nel suolo si ritiene opportuno eseguire le seguenti analisi:

- Elementi “totali”: determinazione della concentrazione estraibile con aqua regia per i seguenti elementi: antimonio, arsenico, berillio, cadmio, cobalto, cromo, rame, manganese, mercurio, nichel, piombo, selenio, stagno, vanadio, zinco, ferro, alluminio.

Versione 15 giugno 2007 17 Si valuterà inoltre la possibilità di eseguire le seguenti analisi:

- Metalli assimilabili: estrazione con soluzioni saline Per eventuali approfondimenti, si potranno effettuare

- Analisi mineralogiche sulla frazione totale (tout-venant): tramite diffrattometria a raggi X (metodo delle polveri) sarà determinata la mineralogia totale.

- Analisi mineralogiche sulla frazione inferiore a 2 µm (frazione argillosa):

tramite diffrattometria a raggi X (metodo delle polveri) sarà determinata la tipologia e l'abbondanza relativa dei diversi minerali argillosi utilizzando specifici trattamenti diagnostici.

Qualora venisse richiesto per una migliore comprensione è indicato analizzare alcuni parametri del suolo che sono strettamente connessi con il comportamento chimico dei metalli pesanti e con la loro biodisponibilità; in particolare, verranno determinati i seguenti parametri:

- Tessitura (le argille presenti nei suoli possono infatti determinare fenomeni di adsorbimento dei metalli);

- pH (le variazioni di pH influenzano le variazioni di solubilità dei metalli);

- Sostanza organica (la sostanza organica, come le argille, può influire sui processi di adsorbimento);

- Capacità di Scambio Cationico (modifica e può influenzare i processi di adsorbimento);

- Calcare totale.

3.5 VALUTAZIONE DEI DATI ESISTENTI

Per la definizione dei valori di fondo di un’area possono essere utilizzati anche dati rilevati nel corso di precedenti indagini; in questo caso deve essere posta particolare attenzione alla qualità e confrontabilità dei dati che sono originati da fonti diverse.

I dati devono essere accompagnati da appropriate informazioni che consentano di risalire agli scopi dell’indagine ed alle metodologie utilizzate, e quindi devono essere armonizzati tra loro e con i dati provenienti da indagini eseguite ex novo attraverso una procedura di comparazione che verifichi la confrontabilità di obiettivi e metodi con le procedure evidenziate nei precedenti paragrafi. Tale processo di armonizzazione produrrà una valutazione di conformità dei dati ai metodi descritti nel presente

Versione 15 giugno 2007 18 documento. Gli aspetti che devono essere considerati per giungere alla valutazione conclusiva sono i seguenti:

- completezza delle informazioni rispetto ai requisiti minimi richiesti;

- comparabilità delle strategie di campionamento, dei riferimenti terminologici e descrittivi e dei metodi di analisi;

- identificazione ed eliminazione di eventuali campioni contaminati che, per definizione, devono essere esclusi dalla determinazione del valore di fondo.

3.6 ELABORAZIONE DEI RISULTATI

3.6.1 Determinazione dei valori del fondo naturale e naturale-antropico

L’elaborazione dei dati è il punto conclusivo dell’intero processo di determinazione del valore di fondo. L’elaborazione è fortemente dipendente dal numero di dati che si hanno a disposizione e quindi è importante determinare in fase di progettazione della

L’elaborazione dei dati è il punto conclusivo dell’intero processo di determinazione del valore di fondo. L’elaborazione è fortemente dipendente dal numero di dati che si hanno a disposizione e quindi è importante determinare in fase di progettazione della